DE3639071A1 - Waermestrahler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmestrahler der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Zum Warmhalten von Speisen werden Wärmestrahler eingesetzt, die aus im wesentlichen punktförmigen Wärmequellen bestehen oder aus langgestreckten Wärmequellen, z. B. Quarzheizröhren, die in einem Gehäuse angeordnet und von einem Reflektor umge­ ben sind. Nachteilig ist bei diesen bekannten Wärmestrahlern, daß sie die Wärme sehr ungleichmäßig abstrahlen, d. h. unmit­ telbar unterhalb der Wärmestrahler ist die Temperatur am größten und nach außen hin nimmt die Temperatur sehr schnell ab. Zum Schutz des Reflektors vor Überhitzung ist bei langge­ streckten Wärmequellen auf ihrer von der Reflektoröffnung abgewandten Seite eine Strahlungsabschirmung angeordnet. Wei­ ter ist nachteilig bei solchen bekannten Wärmestrahlern, daß die Erwärmung der Oberfläche von warmzuhaltenden Spei­ sen stark zunimmt, wenn der Abstand zwischen ihnen und dem Wärmestrahler verringert wird. Das Wärmeabstrahlvermögen der bekannten Wärmestrahler ist daher bezogen auf eine Rich­ tung längs des genannten Abstands ebenso ungünstig wie be­ zogen auf eine Richtung quer zu diesem Abstand.

Warmzuhaltende Speisen dürfen trotz der auf sie einwirken­ den Wärmestrahlung nicht austrocknen. Im Stand der Technik werden deshalb für die Speisen ringsum geschlossene Schau­ kästen benutzt, um die Speisen in einer Umgebung hoher Luft­ feuchtigkeit zu halten. Das ist nicht nur aufwendig, son­ dern hat den weiteren Nachteil, daß das Aroma der Speisen ausgeschwemmt wird. Würde zur Vermeidung dieses Nachteils ohne einen geschlossenen Schaukasten od. dgl. gearbeitet, würden die Speisen austrocknen und verkrusten. Dieses Aus­ trocknen und Verkrusten würde darüber hinaus auch noch un­ gleichmäßig erfolgen, weil die Temperatureinwirkung auf die Speisen unmittelbar unterhalb des Wärmestrahlers am stärk­ sten ist.

Ähnliche Nachteile haben bekannte Wärmestrahler der ein­ gangs genannten Art, die zum Bestrahlen von Pflanzen, Zim­ merkulturen, Hydrokulturen usw. benutzt werden, weil Pflan­ zen bei zu starker Wärmeeinwirkung durch Wasserabgabe eine Kühlwirkung zu erzeugen versuchen. Eine gleichmäßigere Verteilung der abgestrahlten Wärme wäre auch in diesen Fällen daher vorteilhaft.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmestrahler der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu ver­ bessern, daß zu bestrahlendes Gut großflächig gleichmäßig bestrahlt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeich­ nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge­ löst.

Der Wärmestrahler nach der Erfindung liefert aufgrund der besonderen Ausbildung seines Reflektors eine diffuse Wärme­ strahlung, so daß unterhalb des Reflektors in einem be­ reich, der wesentlich größer als die projizierte Fläche des Wärmestrahlers ist, überall eine gleichmäßige Temperatur­ verteilung erzielt wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegen­ stand der Unteransprüche.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 wird die von der Wärmequelle gelieferte Wärmeenergie gleichzeitig ausgenutzt, um Dampf zu erzeugen, mit dem das zu bestrahlen­ de Gut beaufschlagt wird. Dadurch läßt sich, ohne daß ein geschlossener Raum um das zu bestrahlende Gut vorhanden ist, eine Entfeuchtung des Gutes vermeiden. Bei warmzuhalten­ den Speisen hat das den Vorteil, daß diese ihr Aroma nicht verlieren, bei zu bestrahlenden Pflanzen od. dgl. hat das den Vorteil, daß diese keinen wachstumshemmenden Feuchtig­ keitsverlust erleiden.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 wird die Dampfsammelleitung durch die von der Wärmequelle geliefer­ te Wärmeenergie auf so hoher Temperatur gehalten, daß auch unter ungünstigen Umgebungsbedingungen aus den Dampfdüsen stets nur Dampf und kein Wasser austritt.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 5 läßt sich die Dosiereinrichtung so einstellen, daß der Hohlraum zwi­ schen Reflektorrückseite und Gehäuseinnenseite nicht mit Wasser gefüllt wird, sondern stets nur ein dünner Wasser­ film an der Reflektorrückseite herunterläuft, der Reflektor an seiner Rückseite also als Filmverdampfer wirkt. Das hat außerdem den Vorteil, daß dem Reflektor ständig Wärme ent­ zogen wird, wodurch dessen Lebensdauer und die der Wärme­ quelle verlängert werden, weil es innerhalb des Reflektors zu keinem Hitzestau kommen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen langgestreckten Wärmestrahler nach der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 2 den Wärmestrahler nach Fig. 1 in Draufsicht und

Fig. 3 den Wärmestrahler nach Fig. 1 im Querschnitt.

Die Zeichnung zeigt eine Ausführungsform eines langgestreck­ ten Wärmestrahlers, der im folgenden am Beispiel des Warm­ haltens von Speisen beschrieben wird, genauso gut aber zum Bestrahlen von Pflanzen od. dgl. benutzt werden könnte. Der Wärmestrahler weist ein Gehäuse 10 auf, das im Querschnitt eine doppelte Trapezform hat. Das Gehäuse 10 trägt innen einen Reflektor 12. Der Reflektor 12 umgibt eine Wärmequel­ le 14, die an ihren Enden durch zwei Halter 16 befestigt ist, von denen einer in Fig. 3 sichtbar ist. Die Wärmequel­ le 14 ist auf ihrer der Reflektoröffnung 18 zugewandten Seite mit einer Strahlungsabschirmung 20 versehen. Die Wär­ mequelle 14 kann eine Quarzheizröhre sein, in welchem Fall die Strahlungsabschirmung aus einer wärmestrahlungsundurch­ lässigen Beschichtung der Heizröhre bestehen würde.

Der Reflektor 12 ist auf seiner der Wärmequelle 14 zuge­ wandten Vorderseite 22 im Querschnitt auf jeder Seite sei­ ner Mittelebene 24 mit wenigstens zwei unterschiedlichen Krümmungsradien R 1 und R 2 versehen und bezüglich seiner Mit­ telebene 24 spiegelbildlich symmetrisch ausgebildet. Gemäß der Darstellung in Fig. 3 reicht der mit dem Krümmungsra­ dius R 2 versehene Teil der Reflektorvorderseite nach unten hin bis zu einer Stelle 23, wo das in der Höhe kleinere Tra­ pez beginnt, und nach oben hin bis zu einer Übergangsstelle 25 auf den Radius R 1. Der mit dem Radius R 1 versehene Teil der Vorderseite des Reflektors 12 reicht von der Übergangsstelle 25 zwischen den Krüm­ mungsradien R 1 und R 2 einerseits bis zur Mittelebene 24 andererseits. In der Vorderseite 22 des Reflektors 12 ist im Bereich der Krümmungsradien R 1 und R 2 eine Viel­ zahl von aneinandergrenzenden, konkaven, sphärischen Fres­ nel-Spiegeln 26 gebildet. Der Reflektor besteht aus hart­ vernickeltem Kupferblech. Vor dem Hartvernickeln des Kupferblechs werden in dieses die Fresnel-Spiegel 26 eingedrückt. Alle Fresnel-Spiegel 26 haben den gleichen Durchmesser. Da benachbarte Fresnel-Spiegel 26 immer auf wenigstens einem Krümmungsradius liegen, sind zwei benachbarte Fresnel- Spiegel 26 jeweils gegeneinander geneigt. Der Reflektor 12 strahlt deshalb über seine Öffnung 18 eine gleichmä­ ßig diffuse Wärmestrahlung ab, die unterhalb Wärmestrahl­ lers keine ungleichmäßige Temperaturverteilung zuläßt.

Der Reflektor 12 ist mit Abstand von dem Gehäuse 10 an­ geordnet, so daß zwischen beiden ein geschlossener Hohl­ raum 28 gebildet ist. Der Hohlraum 28 hat einen Wasser­ zufuhranschluß 30 und einen Dampfauslaß 32 in Form von wenigstens zwei Dampfauslaßöffnungen 32 a, 32 b auf der einen bzw. anderen Längsseite des Hohlraums 28 am oberen Ende des Gehäuses 10. Von den Dampfauslaßöffnungen 32 a, 32 b führt eine Verbindung 34 in Form von Verbindungslei­ tungen 34 a, 34 b zu zwei auf den Längsseiten des Gehäuses 10 außen angeordneten Dampfverteilleitungen 36 a, 36 b, wel­ che an ihrer Unterseite jeweils mit Dampfdüsen 38 a, 38 b versehen sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Dampfverteilleitungen 36 a, 36 b so weit nach innen gezogen, daß sie in die Reflektoröffnung 18 hineinragen.

Der Wasserzufuhranschluß 30 ist mit einer Dosiereinrich­ tung 40 versehen, mittels welcher die Wasserzufuhr so drosselbar ist, daß auf der Rückseite 42 des Reflektors 12 ein dünner Wasserfilm erzeugbar ist. Die Dosierein­ richtung kann irgendeine beliebige Drosseleinrichtung sein, die im dargestellten Ausführungsbeispiel manuell einstellbar ist. Die Dosiereinrichtung 40 wird so einge­ stellt, daß nur soviel Wasser zufließt, wie auf der Rück­ seite 42 des Reflektors verdampfen kann.

Im Betrieb des dargestellten Wärmestrahlers werden warmzu­ haltende Speisen großflächig und gleichmäßig mit Wärme be­ strahlt. Ohne daß die Speisen austrocknen oder verkrusten können, da zusätzlich zu der gleichmäßigen Bestrahlung mit Wärme die Speisen ständig mit Dampf beaufschlagt werden. "Großflächig" bedeutet, daß die bestrahlte Fläche wesent­ lich größer als die projizierte Grundfläche des Wärmestrah­ lers ist. Innerhalb dieser bestrahlten Fläche sind keine nennenswerten Unterschiede in der Temperatur der Wärmeab­ strahlung feststellbar, im Gegensatz zum Stand der Technik, wo die bestrahlte Fläche unterhalb der Wärmequelle am hei­ ßesten und ist und die bestrahlte Fläche insgesamt kaum größer als die projizierte Grundfläche des Wärmestrahlers ist.

Die Reflektorvorderseite 22 ist in den Schmalseiten des kleinen Trapezes entsprechenden Bereichen 21 a, 21 b plan be­ lassen, d. h. nicht mit Fresnel-Spiegeln 26 versehen worden. Die darunter in die Reflektoröffnung 18 hineinragenden Dampfverteilleitungen 36 a, 36 b werden durch die Wärmestrah­ lung mit erhitzt, so daß auch unter ungünstigen Dampfbil­ dungsbedingungen (große Baugröße des Wärmestrahlers, nie­ drige Umgebungstemperatur usw.) in den Dampfverteilleitun­ gen 36 a, 36 b keine Kondensation erfolgt und aus den Dampf­ düsen 38 a, 38 b stets Wasserdampf und kein Wasser austritt. Der bei dem hier beschriebenen Wärmestrahler erzielte große Wärmeabstrahlwinkel von ca. 150° wird durch diese Anordnung der Dampfverteilleitungen 36 a, 36 b nicht beeinträchtigt.

Claims (5)

1. Wärmestrahler, insbesondere zum Warmhalten von Speisen, mit einem Gehäuse (10), das einen Reflektor (12) trägt, der eine Wärmequelle (14) umgibt, die teilweise mit einer Strah­ lungsabschirmung (20) versehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Reflektor (12) auf seiner der Wärmequelle (14) zugewandten Vorderseite (22) im Quer­ schnitt auf jeder Seite seiner Mittelebene (24) wenigstens zwei unterschiedliche Krümmungsradien (R 1, R 2) aufweist und bezüglich seiner Mittelebene (24) spiegelbildlich symmetrisch ausgebildet ist und aus einer Vielzahl von aneinandergrenzen­ den, konkaven, sphärischen Fresnel-Spiegeln (26) besteht und daß die Wärmequelle (14) die Strahlungsabschirmung (20) auf ihrer der Reflektoröffnung (18) zugewandten Seite aufweist.

2. Wärmestrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (12) mit Abstand vom Gehäuse (10) angeord­ net ist, so daß zwischen beiden ein geschlossener Hohlraum (28) gebildet ist, der einen Wasserzuführanschluß (30) und einen Dampfauslaß (32 a, 32 b) aufweist, von welch letzterem eine Verbindung (34 a, 34 b) zu Dampfdüsen (38 a, 38 b) führt, die benachbart zur Reflektoröffnung (18) angeordnet sind.

3. Wärmestrahler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dampfdüsen (38 a, 38 b) Austrittsöffnungen wenigstens einer Dampfverteilleitung (36 a, 36 b) sind, die am Rand der Reflek­ toröffnung (18) in diese hineinragt.

4. Wärmestrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (12) aus hartvernickeltem Kupferblech besteht.

5. Wärmestrahler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wasserzufuhranschluß (30) oberhalb des Reflektors (12) angeordnet und mit einer Dosiereinrichtung (40) versehen ist, mittels welcher die Wasserzufuhr so dros­ selbar ist, daß auf der Rückseite (42) des Reflektors (12) ein dünner Wasserfilm erzeugbar ist.